[发明专利]直流故障处理方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及电子电路领域的故障检测技术，尤其涉及一种直流故障处理方法及装置。

背景技术

柔性直流输电采用电压源型换流器，可以独立、快速控制控制有功功率和无功功率，从而提高系统的稳定性，抑制系统频率和电压的波动，提高并网交流系统的稳态性能。模块化多电平换流器不需要开关器件直接串联，并且通过多电平技术可以获得优异的谐波性能和损耗性能，在柔性直流输电领域是一种最有应用潜质的电压源换流器拓扑结构。

为了减少直流线路发生故障的概率，现有的柔性直流输电工程的传输线路一般采用海缆或陆缆进行换流站的互联，但为了提高直流电压等级、节省输电线路的造价，采用架空线路成为一种改进方向。当直流输电线路采用架空线时，雷击等原因可能导致线路杆塔等的过电压击穿，发生直流线路瞬时性短路故障。架空线路接地故障大多数属于弧光高阻接地，当线路上的电压较低，不能击穿故障点时，故障点将呈现为高阻状态，当线路上的电压升高，达到击穿电压时，故障点被击穿，很短时间内故障点由高阻状态转变为低阻状态。在故障点被击穿的瞬间，线路的分布电容电容会通过故障击穿点放电，放电电流可达数百安培，并伴有强烈的振荡衰减过程，在电流振荡的过零和反向点，线路往往又回复到高阻状态。为维持故障状态，必须在故障点被重新击穿的瞬间，向线路注入足够大的直流电流，迫使故障点的电流在振荡衰减期间始终大于零。

常规直流输电系统中可通过快速移相重启的方法对直流线路瞬时性故障进行检测，最快1s以内恢复，但由于换流阀特性的差异该方法不适用于柔性直流输电系统。为了实现柔性直流输电系统在直流线路瞬时性故障后的快速恢复，首先需要一种有效的检测方法在最短的时间内判断出直流线路的故障类型。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例期望提供一种直流故障处理方法及装置，能够快速检测出直流故障的故障类型以便快速处理不同类型的直流故障。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明又提供了一种直流故障处理方法，所述方法应用于柔性直流输电系统；所述柔性直流输电系统包括多电平换流器、与所述多电平换流器分别相连的直流线路和交流系统；所述方法包括：

在检测到直流故障时，将所述直流线路与交流系统隔离、选定一个所述多电平换流器为故障检测换流器、将所述故障检测换流器与交流系统隔离、连接所述故障检测换流器与直流线路且闭锁所述故障检测换流器；

等待设定的熄弧时间后，解锁所述故障检测换流器，使所述故障检测换流器向所述直流线路放电；检测所述直流线路的检测电压值；

当所述检测电压值大于预设耐压定值的持续时间超过耐压时间定值时，确定所述直流故障为瞬时故障。

较佳地，

所述方法还包括：

当所述持续时间不超过耐压时间定值时，检测直流线路的电信号；所述电信号包括直流电压和直流电流的至少其中之一；

当所述电信号异常时，确定所述等待设定的熄弧时间后解锁所述故障检测换流器的检测步骤的次数是否达到预定检测次数；

当达到预定检测次数时，确定所述直流故障为永久故障；

当未达到预定检测次数时，闭锁所述故障检测换流器进入下一次所述等待设定的熄弧时间后解锁所述故障检测换流器的检测步骤。

较佳地，

所述电信号满足以下条件至少其中之一时，确定所述电信号异常；

直流电流大于电流定值，且持续时间超过第一检测时间定值；

直流电压小于电压定值，且持续时间超过第二检测时间定值；

直流电压的绝对值的变化速率大于第一速率定值，且持续时间超过第三检测时间定值；

直流电流的绝对值的变化速率大于第二速率定值，且持续时间超过第四检测时间定值；

直流电压与直流电流的比值小于阻抗定值，且持续时间超过第六时间定值。

较佳地，

所述方法还包括：

当所述直流故障为永久故障时，闭锁所述故障检测换流器并停止检测。

较佳地，

所述方法还包括：

当所述直流故障为瞬时故障时，连接所述故障检测换流器和交流系统，并解锁故障检测换流器。

较佳地，

所述多故障检测换流器包括M个储能子模块；所述M为不小于1的整数；

所述解锁所述故障检测换流器，使所述故障检测换流器向所述直流线路放电；检测所述直流线路的检测电压值，包括：

确定使所述故障检测换流器对外放电需要导通的储能子模块个数N；

导通N个所述储能子模块；